【手続補正書】
【提出日】平成18年1月20日(2006.1.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】半導体装置及びその作製方法
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  
基板を介さず、樹脂を介して積層された第１の半導体素子および第２の半導体素子と、
前記第１の半導体素子に電気的に接続された発光素子と、
前記第２の半導体素子に電気的に接続され、前記発光素子と対向するように設けられた受光素子と、を有する
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】  
基板を介さず、樹脂を介して積層された第１の半導体素子および第２の半導体素子と、
前記第１の半導体素子に電気的に接続された発光素子と、
前記第２の半導体素子に電気的に接続され、前記発光素子と対向するように設けられた受光素子と、
前記積層された半導体素子の間に部分的に設けられた金属酸化物と、を有する
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項３】  
請求項１または２において、
前記受光素子は、前記基板を介さず前記樹脂に密接するように設けられたことを特徴とする半導体装置。
【請求項４】  
異なる基板上に形成された半導体素子を転写し、樹脂を介して積層された第１の半導体素子および第２の半導体素子と、
前記第１の半導体素子に電気的に接続された発光素子と、
前記第２の半導体素子に電気的に接続され、前記発光素子と対向するように設けられた受光素子と、を有し、 
前記第１の半導体素子および第２の半導体素子の信号の送受は、前記発光素子および前記受光素子を用いて行われることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
異なる基板上に形成された半導体素子を転写し、樹脂を介して積層された第１の半導体素子および第２の半導体素子と、
前記第１の半導体素子に電気的に接続された発光素子と、
前記第２の半導体素子に電気的に接続され、前記発光素子と対向するように設けられた受光素子と、を有し、
前記第１の半導体素子と前記第２の半導体素子との間に部分的に設けられた金属酸化物と、を有し、
前記第１の半導体素子および第２の半導体素子の信号の送受は、前記発光素子および前記受光素子を用いて行われることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
異なる基板上に形成された複数の半導体素子を剥離し、素子基板上に樹脂を介して積層された複数の第１の半導体素子および複数の第２の半導体素子と、
前記複数の第１の半導体素子のいずれかに電気的に接続された発光素子と、
前記複数の第２の半導体素子のいずれかに電気的に接続され、前記発光素子と対向するように設けられた受光素子と、を有し、
前記第１の半導体素子および第２の半導体素子の信号の送受は、前記発光素子および前記受光素子を用いて行われることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】  
異なる基板上に形成された複数の半導体素子を剥離し、素子基板上に樹脂を介して積層された複数の第１の半導体素子および複数の第２の半導体素子と、
前記複数の第１の半導体素子のいずれかに電気的に接続された発光素子と、
前記複数の第２の半導体素子のいずれかに電気的に接続され、前記発光素子と対向するように設けられた受光素子と、
前記複数の第１の半導体素子と前記複数の第２の半導体素子との間に部分的に設けられた金属酸化物と、を有し、 
前記第１の半導体素子および第２の半導体素子の信号の送受は、前記発光素子および前記受光素子を用いて行われることを特徴とする半導体装置。
【請求項８】  
請求項６または７において、
前記素子基板は、可撓性を有するプラスチック基板からなることを特徴とする半導体装置。
【請求項９】  
請求項６乃至８のいずれか一において
前記素子基板は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホン、ポリエーテルイミド、ポリアリレート、ポリブチレンテレフタレート、またはポリイミドを有することを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一において、
前記半導体素子は、薄膜トランジスタ、記憶素子、ダイオード、光電変換素子、抵抗素子、コイル、容量素子、またはインダクタからなることを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】  
第１の薄膜集積回路および第２の薄膜集積回路が樹脂を介して積層された半導体装置であって、
前記第１の薄膜集積回路に電気的に接続された発光素子と、
前記第２の薄膜集積回路に電気的に接続され、前記発光素子と対向するように設けられた受光素子と、を有し、
前記第１の薄膜集積回路および第２の薄膜集積回路の信号の送受は、前記発光素子および前記受光素子を用いて行われることを特徴とする半導体装置。
【請求項１２】
第１の薄膜集積回路および第２の薄膜集積回路が樹脂を介して積層された半導体装置であって、
前記第１の薄膜集積回路に電気的に接続された発光素子と、
前記第２の薄膜集積回路に電気的に接続され、前記発光素子と対向するように設けられた受光素子と、
前記第１の薄膜集積回路または前記第２の薄膜集積回路の一方の面に部分的に設けられた金属酸化物と、を有し、
前記第１の薄膜集積回路および第２の薄膜集積回路の信号の送受は、前記発光素子および前記受光素子を用いて行われることを特徴とする半導体装置。
【請求項１３】
請求項１１または１２において、
前記薄膜集積回路は、薄膜トランジスタ、記憶素子、ダイオード、光電変換素子、抵抗素子、コイル、容量素子、またはインダクタを有することを特徴とする半導体装置。
【請求項１４】
請求項４乃至１３のいずれか一において、
前記受光素子は、基板を介さず前記樹脂に密接するように設けられたことを特徴とする半導体装置。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれか一において、
前記発光素子において、第１の電気信号が光信号に変換され、
前記受光素子において、前記光信号が第２の電気信号に変換されることを特徴とする半導体装置。
【請求項１６】
第１の基板上に第１の金属膜を形成し、
前記第１の金属膜上に形成された第１の金属酸化物を介して第１の半導体素子を形成し、
前記第１の半導体素子に電気的に接続された受光素子を形成し、
前記第１の半導体素子を形成するための加熱処理を用いて、前記第１の金属酸化物を結晶化することで前記第１の基板を剥離する工程と、
第２の基板上に第２の金属膜を形成し、
前記第２の金属膜上に形成された第２の金属酸化物を介して第２の半導体素子を形成し、
前記第２の半導体素子に電気的に接続された発光素子を形成し、
前記第２の半導体素子を形成するための加熱処理を用いて、前記第２の金属酸化物を結晶化することで前記第２の基板を剥離する工程と、を有し、
前記第１の基板が剥離された第１の半導体素子に、前記受光素子と前記発光素子とが対向するように、前記第２の基板が剥離された第２の半導体素子を貼り合わせることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１７】
第１の基板上に第１の金属膜を形成し、
前記第１の金属膜上に形成された第１の金属酸化物を介して第１の半導体素子を形成し、
前記第１の半導体素子に電気的に接続された電極を形成し、
前記電極上に光電変換層を形成し、
前記光電変換層上に透明導電膜を形成し、
前記第１の半導体素子を形成するための加熱処理を用いて、前記第１の金属酸化物を結晶化することで前記第１の基板を剥離する工程と、
第２の基板上に第２の金属膜を形成し、
前記第２の金属膜上に形成された第２の金属酸化物を介して第２の半導体素子を形成し、
前記第２の半導体素子に電気的に接続された透明導電膜からなる第１の電極を形成し、
前記第１の電極上に発光層を形成し、  
前記発光層上に第２の電極を形成し、
前記第２の半導体素子を形成するための加熱処理を用いて、前記第２の金属酸化物を結晶化することで前記第２の基板を剥離する工程と、を有し、
前記第１の基板が剥離された第１の半導体素子に、前記透明導電膜および前記透明導電膜からなる第１の電極を介して前記光電変換等と前記発光層とが対向するように、前記第２の基板が剥離された第２の半導体素子を貼り合わせることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１８】
第１の基板上に第１の金属膜を形成し、
前記第１の金属膜上に形成された第１の金属酸化物を介して第１の半導体素子を形成し、
前記第１の半導体素子に電気的に接続された電極を形成し、
前記電極上に光電変換層を形成し、
前記光電変換層上に透明導電膜を形成し、
前記第１の半導体素子を形成するための加熱処理を用いて、前記第１の金属酸化物を結晶化することで前記第１の基板を剥離する工程と、
第２の基板上に第２の金属膜を形成し、
前記第２の金属膜上に形成された第２の金属酸化物を介して第２の半導体素子を形成し、
前記第２の半導体素子に電気的に接続された透明導電膜からなる第１の電極を形成し、
前記第１の電極上に発光層を形成し、  
前記発光層上に第２の電極を形成し、
前記第２の電極上に絶縁膜を形成し、
前記絶縁膜に、前記第２の電極の一部が露出するように開口部を形成し、
前記第２の半導体素子を形成するための加熱処理を用いて、前記第２の金属酸化物を結晶化することで前記第２の基板を剥離する工程と、を有し、
前記第１の基板が剥離された第１の半導体素子に、前記透明導電膜および前記透明導電膜からなる第１の電極を介して前記光電変換等と前記発光層とが対向するように、前記第２の基板が剥離された第２の半導体素子を貼り合わせることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１９】
請求項１６乃至１８のいずれか一において、
前記金属膜は、Ｗ、ＴｉＮ、ＷＮ、又はＭｏを有することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項２０】
請求項１６乃至１９のいずれか一において、
前記加熱処理は、４２０℃〜５５０℃で行うことを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項２１】
請求項１６乃至２０のいずれか一において、
前記基板を剥離する前に、前記金属酸化物と金属膜との間の密着性を部分的に低下させる処理を行うことを特徴とする半導体装置の作製方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
上述したレーザ光の照射により、半導体膜５０５の結晶性がより高められる。次に、図１（Ｂ）に示すように、結晶性がより高められた半導体膜５０５をパターニングし、島状の半導体膜５０７、５０８を形成し、該島状の半導体膜５０７、５０８を用いてＴＦＴに代表される各種の半導体素子を形成する。なお本実施の形態では、下地膜５０４と島状の半導体膜５０７、５０８とが接しているが、半導体素子によっては、下地膜５０４と島状の半導体膜５０７、５０８との間に、電極や他の絶縁膜等が形成されていても良い。例えば半導体素子の１つであるボトムゲート型のＴＦＴの場合、下地膜５０４と島状の半導体膜５０７、５０８との間に、ゲート電極とゲート絶縁膜が形成される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
第３の基板５２８を貼り付けることで、後の剥離工程で第１の基板５００が破損するのを防ぐことができる。第２の基板５２６および第３の基板５２８としては、第１の基板５００と同程度か、より剛性の高い基板、例えば石英基板、半導体基板を用いることが好ましい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９４】
また、本発明の薄膜集積回路の転写方法は、上述した金属酸化膜を用いた方法に限定されない。例えば、第１の基板と薄膜集積回路との間に非晶質珪素膜を設けておき、レーザ光の照射またはエッチングにより該非晶質珪素膜の部分において、第１の基板と薄膜集積回路とを剥離するようにしても良い。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０１】
受光素子１０６は、発光素子１０５から発せられた光信号を受けて、該光信号を電気信号に変換する。受光素子１０６において得られた電気信号は、増幅回路１１１において増幅され、波形整形回路１１２においてその波形が整形され、インターフェース１１４において各回路の仕様に合わせて復調され、入力信号として後段の回路に入力される。なお、増幅回路１１１と波形整形回路１１２は必ずしも設ける必要はなく、またこれらの回路の他に、電気信号の波形に何らかの処理を加える回路を有していても良い。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１８】
このように本発明では各層の薄膜チップを別個に作製することができるので、下層の半導体素子の耐熱性を考慮して上層の半導体素子のプロセスに制約がかかることがなく、より特性の優れた半導体素子を形成することができる。また、各層の薄膜チップを、ガラス基板などを間に挟まずに、密接するように積層することができるので、ガラス基板による光の拡散を考慮する必要がない。そして発光素子と受光素子の間の距離をより短くすることができるので、発光素子の光の指向性が劣っていたとしても、ある程度それをカバーすることができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４０】
光伝送部６０６に入力される信号のうち、ＣＥ（Ｃｈｉｐ  ｅｎａｂｌｅ）（１）〜ＣＥ（ｎ）は、１〜ｎ層目の薄膜チップの１つまたは複数を選択する信号に相当する。その他、接続端子を介して入力される電気信号、ＲＥ（Ｒｅａｄ  ｅｎａｂｌｅ）、ＷＥ（Ｗｒｉｔｅ  ｅｎａｂｌｅ）、Ｄｉｎは、発光素子６１０を介において光信号に変換され、信号ＦＥによって選択された薄膜チップに送られる。また逆に、信号ＦＥによって選択された薄膜チップから送られてきた光信号が、１層目の受光素子６１１において電気信号に変換され、接続端子を介して信号Ｄｏｕｔとして出力される。